JP2023502686A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

第１の光学素子（１０４）、第２の光学素子（１１２）、及びモバイルユーザデバイス（２００）と共に使用するためのスペーサ要素（２０６）、を備えた装置（１００）を説明する。第１の光学素子は、対象物（１０２）の画像（１０８）を中間画像面（１１０）に提供するよう構成され、第２の光学素子は、画像を拡大して、最終画像を最終画像面（１１６）に提供し、ここでデバイスのカメラ開口部は支持される。スペーサ要素は、対象物と第１の光学素子との間における一定の離隔を維持する。画像拡大は、ツールを接近させるための空間（２１２）を提供しながら、実現される。鏡（２２２）は、光学経路（２１８）を迂回させるために使用され、より小型装置のために、光学経路が屈折するのを可能にし得る。中間画像面に配設された、第３の光学素子（１２０）は、最終画像におけるケラレの影響を減少させるために使用され得る。【選択図】図２ａ

Description

本出願は、カメラを有するデバイスの、対象物を拡大させるための装置に関する。詳細には実施形態は、医療目視診察のための装置、及び医療処置を実施しているユーザを支援するための装置を目的とする。詳細には、本出願は、モバイルユーザデバイスを用いて使用するよう構成され、ツールの十分な接近を維持しながら、画像品質を向上させる器具に関する。

医療診断のために現存する器具は、目視または写真による診察に頼る。一般的にそれらは、リアルタイムで、対象物の解剖学的構造を拡大した画像を観察する手段を提供する。いくつかの診察は、外耳道から耳垢を除去するなど、ツールを接近させることが必要な処置と連結されることが多い。診察される構造の詳細な可視化は、正確な診断のため、ならびに処置中に生じる潜在的な苦痛及び損傷を最小限に抑えるため、の両方にとって重要である。同時に対象物構造の可視化を伴って処置を実施することは、提供される手当ての質をさらに向上させ、後続の分析のために全プロセスを記録する機能を提供する。このような装置は高価であり、かつ操作が困難である。

いくつかの器具は、モバイルユーザデバイスを伴う従来の光学システムを組み入れ、外耳道のマイクロ吸引など、関連の処置に対する広範なアクセスのための、改善された人間工学、有用性、及びコストをもたらす。しかし、このような器具は、不十分な画像拡大及び細部を呈し、かつツールを接近させるための十分な空間を提供しないことが多い。

英国特許出願公開第２５６９３２５号明細書（ＧＢ－Ａ－２５６９３２５）は、ハンドル、検鏡マウント、スマートフォンマウント、及びスペーサ要素、を開示している。スペーサ要素は、検鏡マウントとスマートフォンマウントとの間の、光学的な離隔距離を維持するよう構成される。装置は、スマートフォンのカメラ及び光源のための光学経路、ならびに、画像に焦点を合わせ、及び／または光を導くための光学素子も備える。光学素子は、スマートフォンのカメラに二重画像を提供するよう構成され得る。使用中、装置は、マイクロ吸引ツールを外耳道の中に挿入されながら、外耳道の鮮明な表示を可能にする。マイクロ吸引ツールのためのカニューレ把持部、及び誘導部も、開示されている。

英国特許出願公開第２５６９３２５号明細書

本発明の態様は、独立請求項に提示され、好ましい特徴は、従属請求項に提示される。

本明細書では、カメラを有するデバイスに、対象物の拡大を提供するための装置を説明する。この装置は：
対象物の画像を中間画像面に提供するための、第１の箇所に配置された第１の光学素子と；
最終画像面に最終画像を提供するよう、中間画像面を光学的に拡大するための、第２の箇所に配置された第２の光学素子と；
デバイスにおけるカメラの開口部が、最終画像面において支持されるように、デバイスに対して固定位置に装置を取り付けるための手段と；
第１の光学素子を対象物から固定距離で維持するための、スペーサ要素と、を備え；
中間画像面及び第２の光学素子は、第１の光学素子及び最終画像面の間に延びた光学経路に沿って配置され；
第２の光学素子は、中間画像面及び最終画像面の間における光学経路に配設され；
中間画像面から最終画像面までの、光学経路に沿った第１の距離は、第１の光学素子から中間画像面までの、光学経路に沿った第２の距離よりも、大幅に短い。

装置は、診察を受ける対象物の、大幅に増加した拡大を提供することができ、その一方で対象物へツールを接近させるための、空き空間を提供する。詳細には、説明のように配置された２つの光学素子は、対象物の拡大を大幅に増加させ、その一方でスペーサ要素は、対象物を第１の光学素子から一定の距離に維持し、それによってツールを接近させるための空間が提供されるのを可能にする。

第２の距離は、第１の距離の少なくとも２倍、好ましくは第１の距離よりも約５倍より長くし得る。代替として、第２の距離は、第１の距離よりも少なくとも１桁違うくらい長くし得る。光学経路に沿った距離は、特に光学経路が曲げられ、以下でより詳細に説明するように迂回された場合、物理的な直線距離よりも大幅に大きいことに留意されたい。

デバイスは、カメラ、ならびにカメラを操作するためのハードウェア及びソフトウェアのみを含み得る一方で、任意選択でカメラを有するデバイスは、スマートフォンまたはタブレットデバイスなどのモバイルユーザデバイスを含む。デバイスは、カメラ、ハードウェア及びソフトウェア、ならびに任意選択でスクリーン及びワイヤレス通信機能を含んだ、特注デバイスも含み得る。

装置は、開口部を確定するための本体をさらに備え得る。この開口部を通して、人または動物の解剖学的構造が診察される。光学経路は、好ましくはこの開口部を通過する。本体は、患者の外耳道に位置付けるための検鏡とし得る。装置は、耳鏡を備え得る。検鏡は、スペーサ要素の遠位端に配設され、このスペーサ要素は、検鏡を通した外耳道への、ツールを接近させるための空隙を提供するよう構成され得る。

装置は、中間画像面において光学経路に配設された、第３の光学素子をさらに備え得る。第３の光学素子は、中間画像面において全体画像を包含し得る。第３の光学素子は、第１の光学素子及び第２の光学素子が共役面に載るように配置され得る。有利には、この特徴は、最終画像におけるケラレの影響を減少させる。ケラレの影響は、第２の光学素子が外れる、より高い画角における光からもたらされる。

少なくとも１つ、好ましくは各々の光学素子は、レンズから成り得る。第１の光学素子は２組のダブレットレンズを備え得る。

装置は、光学経路に配設された開口絞りをさらに備え得る。ここで開口絞りは、装置の入射瞳における径の減少を光学的にもたらし、第１の光学素子は２組のダブレットレンズを備え、開口絞りは２組のダブレットレンズ間に配設される。これは、光学系のＦ値を大きくすることによって、最終画像の被写界深度を深くする。

装置は、光学経路を、第１の光学素子と最終画像面との間に延びた軸から離し、次にこの軸に向けて迂回させるために配置された、複数の鏡を備えた鏡装置をさらに備え得る。それによって、光学経路は、第１の光学素子と最終画像面との間の距離よりも長くなる。複数の鏡は、光学経路を、デバイスの遠位面に対して実質的に平行かつ近接した面へ、すなわちモバイルデバイスの背部に対して平行の経路に沿って、迂回させ得る。これは、光学経路の一部を屈折させるのを可能にし、ツールを接近させるための十分な空き空間を維持しながら、より小型かつ人間工学的装置を提供するという、利点を提供する。

第１の光学素子は、収色性であってよい。第１の光学素子の前方焦点距離は、約８０ｍｍ以上、好ましくは１００ｍｍ以上であってよい。第１の光学素子の前方焦点距離は、約１８０ｍｍ以下、好ましくは１５０ｍｍ以下であってよい。第２の光学素子の屈折力は、約３ジオプトリ以上、好ましくは５ジオプトリ以上であってよい。第２の光学素子の屈折力は、約２５ジオプトリ以下、好ましくは２３ジオプトリ以下であってよい。装置の光学拡大率は、約８以上、好ましくは１１以上であってよい。１ジオプトリ＝１ｍ^－１であることに留意されたい。

装置は、照明装置をさらに備え得る。この照明装置は、パワード光源、好ましくは複数の白色ＬＥＤを備える。装置は、パワード光源から対象物へ、光を誘導するよう構成された光学装置を、さらに備え得る。パワード光源は、デバイスによって提供され得る。それは、例えばデバイスのカメラに関連付けられたフラッシュ光であってよい。照明装置は、パワード光源を制御するための電子回路をさらに備え、パワード光源及び電子回路をスペーサ要素に装着するための手段をさらに備える。光学装置はコリメータを備え得る。有利には、照明構成は、より良好な画像品質のために、最終画像の照度を増加させる。装置は、光源に電力を供給するための電源、好ましくは再充電可能なリチウムイオンバッテリをさらに備え、この電源を制御するための電子回路をさらに備え得る。装置は、ハンドルをさらに備え得る。電源、及び電源を制御するための電子回路は、ハンドルに配設され得る。

添付のアプリケーションは、画像を上述の装置から受け取るカメラを有するモバイルコンピューティングデバイスのために提供され得る。このようなアプリケーションは、画像をクロッピングするよう、画像をデジタル拡大するよう、及び／または画像をリアルタイムで反転させるよう、構成され得る。

このアプリケーションは、このシステムに関連付けられた他のパラメータを、制御及び設定するように、さらに構成され得る。例えば、パワード光源の強度、周波数、及びビーム幅を制御するよう、かつ装置の１つまたは複数の開口部の径を制御するよう、計画され得る。

別の態様によると、本明細書は、カメラを有するデバイスのために、対象物を拡大するための方法を説明する。この方法は：
対象物の画像を中間画像面に提供するために、第１の箇所に第１の光学素子を配置するステップ；
最終画像面に最終画像を提供するよう、中間画像面を光学的に拡大するために、第２の箇所に第２の光学素子を配置するステップ；
デバイスにおけるカメラの開口部が、最終画像面において支持されるように、デバイスに対して固定位置に、第１及び第２の光学素子を取り付けるステップ；
第１の光学素子を、スペーサ要素の使用を介して対象物から一定の距離だけ維持するステップ、を含み；
中間画像面及び第２の光学素子は、第１の光学素子及び最終画像面の間に延びた光学経路に沿って配置され；
第２の光学素子は、中間画像面及び最終画像面の間における光学経路に配設され；
中間画像面から最終画像面までの光学経路に沿った第１の距離は、第１の光学素子から中間画像面までの光学経路に沿った第２の距離よりも、大幅に短い。

上述のように、実施形態は、診察を受ける対象物の大幅に増加した拡大を提供することができ、その一方で対象物へツールを接近させるための、空き空間を提供する。

方法は、第３の光学素子を、中間画像面において光学経路に配置するステップをさらに含み得る。第３の光学素子は、中間画像において全体画像を包含し、第１の光学素子及び第２の光学素子が、共役面に載るように配置される。

方法は、光学経路を、第１の光学素子と最終画像面との間に延びた軸から離し、次にこの軸に向けて迂回させるために、複数の鏡を配置するステップをさらに含み得る。そのため光学経路は、第１の光学素子と最終画像面との間の距離よりも長くなる。方法は、デバイスの遠位面に実質的に平行かつ近接した面へ、光学経路を迂回させるための複数の鏡を配置するステップを、さらに含み得る。方法は、光学素子及び複数の鏡をハウジングに設定するステップをさらに含み得る。このハウジングは、部分的または全体的に封止され、１つまたは複数の内部空洞を通した光学経路のための空間を提供する。

方法は、パワード光源、及び関連の光学装置を使用して対象物を照らすステップをさらに含み得る。この光源は、好ましくは複数の白色ＬＥＤである。パワード光源は、デバイスによって提供され得る。方法は、電子回路を使用して、パワード光源を制御するステップ、及びこの電子回路をスペーサ要素に装着するステップ、をさらに含み得る。方法は、ハンドルをスペーサ要素に連結することをさらに含み得る。方法は、電源及び関連の電子回路を使用して、パワード光源に電力を供給することをさらに含み得る。電源、及び関連の電子回路は、ハンドルに配設され得る。

本明細書で説明するような任意のシステムの機能は、方法の特徴として、及びその逆としても提供され得る。本明細書で使用される際に、手段の特徴に加え機能の特徴は、それらの対応した構造の観点で、代替的に表現され得る。

本発明の１つの態様における任意の機能は、任意の適切な組み合わせで、本発明の他の態様に適用され得る。詳細には、方法の態様はシステムの態様に、及びその逆に、適用され得る。さらに、１つの態様における、任意の、いくつかの、及び／または全ての機能は、任意の適切な組み合わせで、任意の他の態様における、任意の、いくつかの、及び／または全ての機能に適用することができる。

本発明の任意の態様において説明及び定義された、様々な機能の特定の組み合わせは、独立して実施、及び／または適用、及び／または使用することができることも、理解されたい。

本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、単に例として詳細に説明する。

第１及び第２の光学素子を備えた装置の、概略側面図である。 第３の光学素子をさらに備えた、図１ａの概略側面を示す図である。 鏡装置によって迂回する光学経路を伴う、図１ｂの装置の概略側面図である。 １つの実施形態による、図２ａの装置における遠位端の概略斜視図である。 代替の実施形態による、図２ａの装置における遠位端の概略斜視図である。 別の代替の実施形態による、図２ａの装置における遠位端の概略斜視図である。 図２ａの実施形態による装置の例の、遠位端の概略斜視図である。 例示的な実施形態による、第１の光学素子の概略側面図である。 第１の例における照明装置の概略側断面図である。 第２の例における照明装置の概略側断面図である。 図２による装置のハンドルの実施形態における、概略側断面図である。 １つの実施形態による、関連の充電スタンドの概略側断面図である。 画像操作を実施する適用の、概略図である。

図１ａ及び図１ｂを参照すると、この実施形態ではモバイルユーザデバイスである、第１の実施形態によるカメラを有するデバイスのための、対象物１０２の拡大を提供する装置１００を、次に説明する。装置は、第１の箇所１０６における第１の光学素子１０４、及び第２の光学素子１１２を備える。第１の光学素子１０４は、中間画像面１１０で対象物１０２の画像１０８を提供する。次に画像１０８は、第２の光学素子１１２によって光学的に拡大され、最終画像面１１６において最終画像１１４を提供する。中間画像面１１０及び第２の光学素子１１２は、第１の光学素子１０４と最終画像面１１６との間に延びた光学経路１１８に沿って配置される。光学素子１０４、１１２の焦点距離は、第１の光学素子１０４から中間画像面１１０までの距離が、中間画像面１１０から第２の光学素子１１２までの距離よりも長くなるように成される。

図１ｂに示されるように、第３の光学素子１２０は、第３の光学素子１２０が全体画像１０８を包含するように、中間画像面１１０に設けられ得る。第３の光学素子１２０は、第１の光学素子１０４及び第２の光学素子１１２が共役面に載るように、配置される。

両方の実施形態において、スペーサ要素（図１ａまたは図１ｂでは図示せず）は、第１の光学素子１０４と対象物１０２との間において一定の離隔を維持する。モバイルユーザデバイスに対して固定位置に装置１００を取り付けるための手段（やはり図１ａまたは図１ｂに例示されない）は、モバイルユーザデバイスのカメラ開口部が最終画像面１１６で支持されるよう、設けられる。少なくとも１つ、好ましくは各々の光学素子は、レンズまたはレンズシステムである。

２つの箇所間で取られる光学経路１１８の長さは、光学経路１１８に沿った距離を指すことになり、２つの箇所間の最短空間距離とは異なる。中間画像面１１０から最終画像面１１６までの、光学経路１１８に沿った距離は、中間画像面１１０から第１の光学素子１０４までの光学経路１１８に沿った距離よりも、大幅に短い。

図１ａ及び図１ｂは、縮尺に則って描かれておらず、第１の光学素子１０４と対象物の面１０２との間の距離は、光学素子１０４、１１２間の空間距離よりも、及び第１の光学素子１０４と画像面１１６との間の空間距離よりも、長くなり得ることに留意されたい。すなわち、スペーサ要素は、手術ツールまたは他のデバイスの接近を可能にするために十分大きい空隙を提供するよう、配置される。

疑義を避けるために、対象物１０２に最も近い、装置１００の端部、すなわちユーザから最も遠い端部は、遠位端と称する。モバイルユーザデバイスに最も近い、装置１００の端部、すなわちユーザに最も近い端部は、近位端と称する。

第２の光学素子１１２は、カメラの最小焦点距離（及び有効焦点距離）を減少させるよう配置され、画像１０８を、焦点が合った最終画像１１４のために、最終画像面１１６の近くに置くのを可能にする。

装置１００は、医療診察、及び任意の連結された処置のために使用され得る。したがって、例として装置１００は、内側または外側の解剖学的構造を診察するために、耳鏡、内視鏡、もしくは検眼鏡などの医療デバイスに組み込まれるか、または医療デバイスと共に実施される。

１つの例において、第１の光学素子１０４は、概ね１００～１５０ｍｍの焦点距離を有し、対象物１０２から離された概ね１つの焦点距離で、光学経路１１８に沿って設置される。したがって中間画像面１１０は、光学経路１１８に沿って第１の光学素子１０４から概ね３００ｍｍである。この例のように、拡大は、第１の光学素子１０４を使用して実現することができ、第１の光学素子１０４から対象物１０２までの光学経路１１８に沿った距離と、第１の光学素子１０４から中間画像面１１０までの光学経路１１８に沿った距離と、の比率として得られる。第２の光学素子１１２は、概ね１０ジオプトリの屈折力を有し、１．６倍だけカメラの最小焦点距離を減少させ、第１の光学素子１０４との組み合わせは、概ね３．２の拡大率を有する（２×１．６と等しく、ここで対象物１０２と第１の光学素子１０４との間の距離の、第１の光学素子１０４と中間画像面１１０との間の距離に対する比率は、２：１である）。代替として、第２の光学素子１１２の屈折力が２３ジオプトリである場合、最小焦点距離は、概ね２．４倍だけ減少され、概ね４．８の拡大率が実現される。有利には、対象物１０２から同様の離隔でカメラのみを使用したときと比較して、この装置１００は、１０ジオプトリの第２の光学素子１１２を伴い概ね８倍の拡大、及び２３ジオプトリの第２の光学素子１１２を伴い概ね１１倍の拡大、を実現する。

図２ａを参照して、次に第２の実施形態による耳鏡を備えた装置１００を説明する。装置１００を、モバイルユーザデバイス２００に対して固定位置に取り付けるための手段は、ハウジング２０４を備え、そこからスペーサ要素２０６は遠位に延びる。ハンドル２０８及び検鏡２１０は、スペーサ要素２０６に連結され、検鏡２１０は開口部を画定し、これを通して、患者の外耳道など、人または動物の解剖学的構造が診察され得る。検鏡２１０は、スペーサ要素２０６の遠位端に配設され、装置１００の操作中に患者の外耳道に置かれる。これは、対象物１０２（外耳道）と第１の光学素子１０４との間における、一定の離隔を提供する。空隙２１２は、検鏡２１０を通して外耳道にツールを接近させるために十分な大きさであり、マイクロ吸引などの医療処置に好適である。

装置１００は、光学経路２１８を、第１の光学素子１０４と最終画像面１１６との間に延びた軸から離れ、次に向かうように迂回させるために、複数の鏡２２２を備えた鏡装置２２０を、さらに備える。そのため光学経路２１８は、第１の光学素子１０４と最終画像面１１６との間の距離よりも長い。複数の鏡２２２は、好ましくは例えば約１０ｍｍまたは１２．５ｍｍの径の、複数の平面鏡である。カメラ２０２の開口部は、図２ａにおいては、最終画像面１１６で支持されて示される。図２ａ、図２ｂ、及び図２ｅに対応した１つの例において、ハウジング２０４の境界寸法は、概ね８０ｍｍ×３０ｍｍ×１７０ｍｍである。

図２ｃに示されるように、複数の鏡２２２は光学経路２１８を、モバイルユーザデバイス２００の遠位面（すなわち背面）に対して実質的に平行かつ近接した面に迂回させ得る。いくつかの他の屈折配置が存在する。例えば別の配置が図２ｄに示される。図２ｃの例において、ハウジング２０４の境界寸法は、概ね２０ｍｍ×５０ｍｍ×１２０ｍｍである。

図３を参照して、次に代替の実施形態による装置１００における第１の光学素子１０４を説明する。この実施形態において、第１の光学素子１０４は、対向した向きに配置された、２組の収色性ダブレットレンズ３００、３０２を備える。光線３２０の例によって図３に例示されるように、収色性ダブレットレンズ３００、３０２は、１つの無限共役を有する。これは、光線３２０が収色性ダブレットレンズ３００、３０２の間に平行ビームを形成することを意味する。収色性ダブレットレンズ３００、３０２を使用することで、色縁のアーチファクトを生じさせる場合がある収色収差を軽減させる。収色性ダブレットレンズ３００、３０２の性能は、装置１００が約５°未満の画角を有する場合に回析を限定することであり、これは、球面収差、コマ収差、及び非点収差など、他の収差の共通形態が減少されることを意味する。収色性ダブレットレンズ３００、３０２は、同一でなくてもよい。それらの焦点距離（第１の光学素子１０４の前方焦点距離及び後方焦点距離それぞれと同等）は、第１の光学素子１０４からの、対象物１０２、及び中間画像面１１０それぞれの距離によって異なる。

第１の光学素子１０４は、収色性ダブレットレンズ３００、３０２の間に配設された、開口絞り３１０をさらに備える。開口絞り３１０は、装置１００における入射瞳の径の減少をもたらす。入射瞳は、光学経路１１８に沿った、装置１００における最小の光学的開口部である。これは、装置１００の開口部のＦ値、すなわち入射瞳の径に対する焦点距離の比率を増加させる効果を有する。最終画像１１４における被写界深度は、拡大の結果浅くなる。これを補うために、より深い被写界深度が、Ｆ値を増加させることによって実現される。いくつかの実施形態において、開口絞り３１０の径は、複数の異なるサイズの間で調整され得る。

１つの例において、遠位３００及び近位３０２両方の収色性ダブレットレンズは、１００～１５０ｍｍの有効焦点距離を有し、互いに対して１ｍｍの空隙だけ離隔される。開口絞り３１０は、６．３ｍｍの開口径を有する。第３の光学素子１２０は、３０ｍｍの有効焦点距離を有し、近位の収色性ダブレットレンズ３０２から光学経路１１８に沿って約１４８ｍｍ近位に配設される。第２の光学素子１１２は、１２．５ジオプトリの屈折力を有し、第３の光学素子１２０から光学経路１１８に沿って約３０ｍｍ近位に、かつ最終画像面１１６から光学経路１１８に沿って１ｍｍ遠位に、配設される。最も近い焦点面は、遠位の収色性ダブレットレンズ３００から約１４７ｍｍ遠位に、かつ検鏡２１０の遠位端から５ｍｍに存在し、最も近い焦点面において被写界深度は２ｍｍ、及びＦ値は３である。最も遠い焦点面は、最も近い焦点面から１７ｍｍ遠位に存在し、最も遠い焦点面における被写界深度は２．６ｍｍである。この例における光学素子１０４、１１２、１２０は、１２．５ｍｍの径である。装置１００の光学特性は、特定のモバイルユーザデバイスにおける特定の光学系に適合させるよう、設計することができる。これは、最終画像１１４の品質を、適切に調節すること、特に被写界深度及び焦点範囲に関して適切に調整することを可能にする。

同様の例において、開口絞り３１０は３ｍｍの開口径を有し、光学素子１０４、１１２、１２０は８ｍｍの径を有する。この例において、最も近い焦点面は、検鏡２１０の遠位端から５ｍｍに存在し、最も遠い焦点面は、最も近い焦点面から１６．８ｍｍ遠位に存在する。最も近い焦点面及び最も遠い焦点面の被写界深度は、それぞれ７．７ｍｍ及び９．６ｍｍである。最も近い焦点面のＦ値は６．３である。

図４及び図５を参照すると、装置１００は、次に説明する好ましい実施形態によると、照明装置４００をさらに備える。照明装置４００は、パワード光源４１０と、パワード光源４１０からの光を対象物１０２へ誘導するよう構成された、光学装置４２０と、を備える。照明装置４００は装置１００に、例えば検鏡において（図４ａ参照）、またはモバイルユーザデバイス２００に実質的に隣接して（図４ｂ参照）、取り付けられる。図４ｂのように、パワード光源４１０は、モバイルユーザデバイス２００によって供給される；またはパワード光源４１０は、複数の白色ＬＥＤである。光学装置４２０は、パワード光源４１０から発せられた光を平行にするための、コリメータである。このように、追加の光を対象物１０２へ導くことで、最終画像１１４における対象物１０２の照度を増加させ、開口絞り３１０など、利用可能な光を減少させ得る開口部１００の部分に関わらず、良好な画質を提供する。

照明装置４００は、パワード光源４１０を制御するための電子回路５０２と、上述の部分に内部で位置付けることを含んだ、パワード光源４１０及び電子回路５０２を装置１００に装着するための手段と、をさらに備える。照明装置４００は、光源４１０に電力を供給するための電源５０４と、電源を制御するための電子回路５０６と、をさらに備える。電源５０４は、好ましくは再充填可能なリチウムイオンバッテリである。加えて、装置１００は充電スタンドを備える。

図４ａ、図５ａ、及び図５ｂに示される１つの例において、照明装置４００は、検鏡２１０に配設される。この配置において、パワード光源４１０は、白色ＬＥＤのリングを備る。このリングは、検鏡２１０の外周の周りに延びた円形に印刷された回路基板に、配設される。光学装置４２０は、検鏡２１０における内部輪郭の一部の周りに延び、パワード光源４１０に連結されて、検鏡２１０の長さに沿って光を対象物１０２に向けて導く。電子回路５０２、及びパワード光源４１０を起動させるためのユーザ操作が可能なボタン５１０は、スペーサ要素２０６に配設される。電源５０４、及び関連の回路５０６は、ハンドル２０８に配設され、モバイルユーザデバイス２００に対するカウンタウェイトを提供する。当業者は、光源及びその関連の電源の、他の配置が提供され得ることを理解されたい。

図５ｂに示されるように、充電スタンド５２０は、電源５０４を充電するために、装置１００のハンドル２０８を受けるように構成される。充電スタンド５２０は、充電スタンド用カバー５２２と、外部電源に接続するためのケーブル５２６と、を備える。ケーブル５２６は、ケーブル５２６をカバー５２２に向けて機械的に付勢するために、ケーブル格納システム５２８を介して充電スタンド５２０に連結される。例えば、ケーブル格納システム５２８は、複数のバネ及び滑車を備え得る。電源５０４の充電を制御するための電子回路５２４は、充電スタンド５２０内に配設される。このように充電スタンド５２０は、装置１００の電源５０４を充電するための手段を提供する。

装置１００の上記の実施形態において、光学素子１０４、１１２、１２０は、例えば１つもしくは複数の鏡、レンズ、及び／またはプリズムの配置を介して、立体の最終画像１１４を提供するようさらに構成され得る。カメラ２０２は、立体カメラであってよく、モバイルユーザデバイス２００は、例えば自動立体スクリーンなど、このような立体画像を表示するための内蔵ハードウェアを備え得る。代替として、モバイルユーザデバイス２００は、ユーザのための好適な、両眼用眼鏡などの外部観察用ハードウェアに連結され得る。有利には、これは、ユーザが対象物１０２の二重の２Ｄ画像を見るのを可能にし、奥行き感覚を提供する。

図６を参照して、次に、全ての前出の実施形態と共に動作可能なアプリケーション６００を説明する。アプリケーション６００は、モバイルユーザデバイス２００のカメラ２０２における１つまたは複数の画像センサを介して、デジタルフォーマットで最終画像１１４を受ける。アプリケーション６００は、画像における任意の数の動作６１０を選択して、出力画像６３０を生成するよう構成される。モバイルユーザデバイス２００のグラフィカルユーザインターフェースを介して、アプリケーション６００は、スクリーン上に出力画像６３０を表示する。加えて、アプリケーション６００は、任意の数の、構成制御６２０の選択を使用して、装置１００における構成の変化をもたらすよう動作可能である。このようにアプリケーション６００は、さらなるデジタル画像の充実を可能にし、対象物１０２の画像１１４をユーザに最適に表示するよう使用することができる。

１つの例において、動作６１０は、クロッピング６１２、デジタル拡大６１４、及び／またはリアルタイムの画像反転６１６、を含む。クロッピング６１２及びデジタル拡大６１４は、画像１１４における対象の領域をスクリーン上で最大化できる。拡大６１４は、画像を過度にズームすること、すなわちカメラ２０２のセンサピクセルと、スクリーンピクセルとの間の、１対１のマッピングを超えて拡大することができる。装置１００の光学素子は、最終画像が対象物１０２の反転バージョンを示すように構成され得る。リアルタイムの画像反転６１６は、この不正確な表示を補正するのを可能にする。

別の例において、構成制御６２０は、対象物１０２の照度６２２、及び装置１００の光学系における開口部６２４を制御することを含む。照度制御６２２は、電子回路５０２、５０６を介して照明装置４００と通信し、例えばパワード光源４１０の強度、周波数、及びビーム幅を変更する。開口部制御６２４は、モバイルユーザデバイス２００のカメラ２０２における、開口絞り３１０または内部開口部など、装置１００に存在する１つまたは複数の調整可能な開口部の径を、調整する。当業者は、装置１００の他の調整可能な要素を、適切な電気機械通信によって、アプリケーション６００で制御され得ることを、理解されたい。同様に、このアプリケーションは構成制御６２０なしで実施され得る。

上記の実施形態及び例の全てにおいて、拡大のいくらか、または全ては、鏡及び／もしくはプリズムなど、レンズ以外の光学素子を用いて実施され得る。光学素子（レンズ、鏡、及びプリズムを含む）の十分な品質は、装置１００の光学的性能が回析限界であるものと見なして使用される。像面湾曲及び幾何学的歪みなどの影響は、上述のように十分小さい画角が使用された場合、重要ではない。

装置１００は、外耳道の医療診察以外の、他の医療診察の範囲のために使用され得る。例えば装置１００は、鼻、喉、及び口の検査に使用されてよく、歯科処置を伴う支援を含む。装置１００は、眼球または皮膚表面の診察など、外部の診察のためにも使用され得る。そのために拘束具または支持具など、特化された装着具が必要とされ得る。異なる特定の使用事例のために、開口部を画定するための異なる本体が、スペーサ要素の遠位端に設けられ得る。例えば、それを通して患者の皮膚の表面が検査され得るアパーチャを画定する、患者の口または身体に使用するために設計された検鏡が、考えられる。装置を、人の医療用途と同様に、獣医のためにも同様に使用することができる。

多くの上記の例が、医療診察に向けられる一方で、説明した装置１００は、他産業における用途の範囲に、同様に使用され得る。これらは、限定ではないが、品質制御を加工すること、電子回路を検査すること、及び法医学目的のアイテムを分析すること、を含み得る。装置１００は、品質制御プロセスの一部として、加工された材料のクラックなどの表面欠陥を検出するために、使用することができる。代替として、物理的及び生物的アイテムを、説明した装置１００を使用して法医学調査のために、非侵襲的に分析することができる。

特定の構造が示されたが、任意の適切なハードウェアまたはソフトウェア構造を利用することができる。上記の実施形態及び例は、例示的な例と理解されたい。別の実施形態、態様、または例が考えられる。任意の１つの実施形態、態様、または例に関して説明した任意の特徴が、単独または他の説明した特徴と組み合わせて使用され得る。さらに任意の他の実施形態、態様、もしくは例、または任意の他の実施形態、態様、もしくは例の任意の組み合わせのうち、１つまたは複数の特徴と組み合わせて使用され得る。さらに、上記で説明されない同等物、変更物も、添付の特許請求の範囲で定義された、本発明の範囲から逸脱することなく利用され得る。

Claims (27)

1. カメラを有するデバイスに、対象物の拡大を提供するための装置であって、
   前記対象物の画像を中間画像面に提供するための、第１の箇所に配置された第１の光学素子と、
   最終画像面に最終画像を提供するよう、前記中間画像を光学的に拡大するための、第２の箇所に配置された第２の光学素子と、
   前記デバイスにおけるカメラの開口部が、前記最終画像面において支持されるように、前記デバイスに対して固定位置に前記装置を取り付けるための手段と、
   前記第１の光学素子を前記対象物から一定の距離で維持するための、スペーサ要素と、
   を備え、
   前記中間画像面及び前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子及び前記最終画像面の間に延びた光学経路に沿って配置され、
   前記第２の光学素子は、前記中間画像面及び前記最終画像面の間における前記光学経路に配設され、
   前記中間画像面から前記最終画像面までの前記光学経路に沿った第１の距離は、前記第１の光学素子から前記中間画像面までの前記光学経路に沿った第２の距離よりも大幅に短い、装置。
2. カメラを有する前記デバイスは、モバイルユーザデバイスから成る、請求項１に記載の装置。
3. 開口部を確定するための本体をさらに備え、前記開口部を通して、任意選択で人または動物の解剖学的構造の対象物が診察される、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記本体は、患者の外耳道に設置するための検鏡である、請求項３に記載の装置。
5. 耳鏡を備える、請求項３または４に記載の装置。
6. 前記検鏡は、前記スペーサ要素の遠位端に配設され、前記スペーサ要素は、前記検鏡を通して前記外耳道へ、ツールを接近させるための空隙を提供するよう構成される、請求項４または５に記載の装置。
7. 前記中間画像面における前記光学経路に配設された、第３の光学素子を備え、
   前記第３の光学素子は、前記中間画像面において全体画像を包含し、
   前記第３の光学素子は、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子が共役面に載るように配置される、
   請求項１～６のうちいずれか一項に記載の装置。
8. 少なくとも１つ、好ましくは各々の光学素子はレンズを備える、請求項１～７のうちいずれか一項に記載の装置。
9. 前記第１の光学素子は２組のダブレットレンズを備える、請求項１～８のうちいずれか一項に記載の装置。
10. 前記光学経路に配設された開口絞りをさらに備え、前記開口絞りは、前記装置の入射瞳における径の減少を光学的にもたらし、前記第１の光学素子は２組のダブレットレンズを備え、前記開口絞りは前記２組のダブレットレンズ間に配設される、請求項１～９のうちいずれか一項に記載の装置。
11. 前記光学経路を、前記第１の光学素子と前記最終画像面との間に延びた軸から離し、次に前記軸に向けて迂回させるための複数の鏡を備えた鏡装置をさらに備え、それによって、前記光学経路は、前記第１の光学素子と前記最終画像面との間の距離よりも長くなる、請求項１～１０のうちいずれか一項に記載の装置。
12. 前記複数の鏡は、前記デバイスの遠位面に実質的に平行かつ近接した面へ、前記光学経路を迂回させる、請求項１１に記載の装置。
13. 前記第１の光学素子は収色性である、請求項１～１２のうちいずれか一項に記載の装置。
14. 前記第１の光学素子の前方焦点距離は、約８０ｍｍ以上、好ましくは１００ｍｍ以上である、請求項１～１３のうちいずれか一項に記載の装置。
15. 前記第１の光学素子の前方焦点距離は、約１８０ｍｍ以下、好ましくは１５０ｍｍ以下である、請求項１～１４のうちいずれか一項に記載の装置。
16. 前記第２の光学素子の屈折力は、約３ジオプトリ以上、好ましくは５ジオプトリ以上である、請求項１～１５のうちいずれか一項に記載の装置。
17. 前記第２の光学素子の屈折力は、約２５ジオプトリ以下、好ましくは２３ジオプトリ以下である、請求項１～１６のうちいずれか一項に記載の装置。
18. 前記開口部の光学拡大率は約８以上、好ましくは１１以上である、請求項１～１７のうちいずれか一項に記載の装置。
19. パワード光源、好ましくは複数の白色ＬＥＤを有する照明装置をさらに備える、請求項１～１８のうちいずれか一項に記載の装置。
20. 光を前記パワード光源から、前記対象物へ誘導するよう構成された光学装置をさらに備える、請求項１９に記載の装置。
21. 前記パワード光源は、前記デバイスによって提供される、請求項１９または２０に記載の装置。
22. 前記照明装置は、
    前記パワード光源を制御するための電子回路と、
    前記パワード光源及び前記電子回路を前記スペーサ要素に装着するための手段と、をさらに備え、
    前記光学装置はコリメータを備える、請求項２０に記載の装置。
23. 前記光源に電力を供給するための電源、好ましくは再充電可能リチウムイオンバッテリと、
    前記電源を制御するための電子回路と、
    をさらに備える、請求項１９または２０に記載の装置。
24. ハンドルをさらに備える、請求項１～２３のうちいずれか一項に記載の装置。
25. 前記電源及び前記電源を制御するための電子回路は、前記ハンドルに配設される、請求項２３に従属した請求項２４に記載の装置。
26. 請求項１～２５のうちいずれか一項に記載の装置から画像を受けるカメラを有する、モバイルコンピューティングデバイスのアプリケーションであって、
    前記画像をクロッピングするよう、
    前記画像をデジタル拡大するよう、及び／または
    前記画像をリアルタイムで反転させるよう、
    構成される、アプリケーション。
27. パワード光源の強度、周波数、及びビーム幅を制御するよう、及び
    前記装置における１つまたは複数の開口部の径を制御するよう、
    さらに構成される、請求項１９に従属した請求項２６に記載のアプリケーション。

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